如何为arm-none-eabi-gcc添加生成FDPIC ELF二进制的编译链接参数？

问题背景 #

现有编译命令：

arm-none-eabi-gcc test.c -o test -mcpu=cortex-m4 -Wall -Os

需要修改参数生成FDPIC二进制文件，目标是在无MMU的STM32上运行的裸Linux内核中（通过initramfs交付）启动程序。

尝试过的方法及问题 #

1. 拆分编译与链接步骤 #

执行命令：

arm-none-eabi-gcc -c test.c -o test.o -mcpu=cortex-m4 -Wall -Os
arm-none-eabi-ld test.o --oformat elf32-littlearm-fdpic -pie -o test

出现两个问题：

• 未自动链接newlib标准库
• 入口符号缺失警告：

arm-none-eabi-ld: warning: cannot find entry symbol _start; defaulting to 0000000000000074

2. 单步编译传递链接器参数 #

执行命令：

arm-none-eabi-gcc test.c -o test -mcpu=cortex-m4 -Wall -fpic -fpie -Os -Xlinker "--oformat elf32-littlearm-fdpic"

触发参数识别错误：

/usr/lib/gcc/arm-none-eabi/10.3.1/../../../arm-none-eabi/bin/ld: unrecognized option '--oformat elf32-littlearm-fdpic'
/usr/lib/gcc/arm-none-eabi/10.3.1/../../../arm-none-eabi/bin/ld: use the --help option for usage information
collect2: error: ld returned 1 exit status
make: *** [Makefile:5: all] Error 1

3. 可行但需优化的手动汇编启动方式 #

当前可运行的Makefile：

all:
    arm-none-eabi-as -mcpu=cortex-m4 init.S -o init.o
    arm-none-eabi-gcc -c -fpic -Os -mcpu=cortex-m4 -fpie -Wall init.c -o init-c.o
    arm-none-eabi-ld init.o init-c.o --oformat elf32-littlearm-fdpic -pie -o init --thumb-entry=_start

配套的init.c：

#define USART1_DR (*((volatile unsigned int *)0x40011004))

int main()
{
    volatile int i;

    USART1_DR = 'A';
    
    for (i = 0; i < 1000000; i++) {
    }

    USART1_DR = 'B';

    while (1) {}
    return 0;
}

init.S启动文件：

.syntax unified
.cpu cortex-m4
.thumb
.global _start

_start:
bl main
b .

说明：该方式可正常运行，但希望通过编译命令直接整合启动流程，无需手动处理汇编文件。

正确解决方案 #

方案1：单步编译命令（自动链接标准库） #

修正参数传递方式，让gcc自动处理标准库和启动逻辑：

arm-none-eabi-gcc test.c -o test -mcpu=cortex-m4 -Wall -Os -fpic -fpie -Xlinker --oformat=elf32-littlearm-fdpic -Xlinker --thumb-entry=_start

参数说明：

• -fpic/-fpie：生成位置无关代码，满足FDPIC格式要求
• -Xlinker --oformat=elf32-littlearm-fdpic：用=连接格式名，避免空格导致ld识别错误
• -Xlinker --thumb-entry=_start：指定Thumb架构下的入口符号，解决入口缺失警告

方案2：拆分编译链接步骤（保留gcc自动链接逻辑） #

如果需要拆分步骤，仍用gcc完成链接，确保标准库被正确引入：

1. 编译阶段：

arm-none-eabi-gcc -c test.c -o test.o -mcpu=cortex-m4 -Wall -Os -fpic -fpie

2. 链接阶段：

arm-none-eabi-gcc test.o -o test -mcpu=cortex-m4 -fpic -fpie -Xlinker --oformat=elf32-littlearm-fdpic -Xlinker --thumb-entry=_start

关键注意事项 #

• 避免直接调用ld链接，否则会跳过gcc的标准库、启动文件自动引入逻辑
• --oformat参数必须用=连接格式名称，不能用空格分隔
• Cortex-M4为Thumb架构，必须指定--thumb-entry=_start明确入口模式

内容的提问来源于stack exchange，提问作者sibislaw